2、直接压缩和剪切为主的过程
对于软黏渗透性的物料垢,主要是通过水压力直接压缩和剪切引起破碎应力。当该应力按照一定的规律**过垢层的强度较**,垢层将产生裂纹、裂缝,在后续水射流的水楔等作用下扩张成坑,最后达到垢层的全部破裂并被冲洗干净。
按照弹性力学理论,水射流对污垢压缩和剪切引起的应力状态为三维空间应力状态。
对此受力情况下的应力可按三向应力状态分析,可根据强度理论求解水射流的压力,求解时,极限应力可取垢层的强度极限。由于垢层成分、结构的复杂,没有详细的性能应力—应变等参数,目前只作为一种定性分析的方法,由试验确定水射流对垢层冲蚀的压力情况。此外,垢层成分、结构各异,从实用的角度来说,建立应力—应变等参数值,没有多大价值,由试验确定射流压力值已完全可以达到工程清洗的要求。
对于非渗透软垢层,在15MPa左右的高压水射流的作用下,垢层通常可迅速被除去,其效果一般优于化学清洗。在实际清洗操作中,对于沥青、润滑油等垢层的清洗,主要是利用射流的剪切力作用,故应采用大冲击角的清洗操作方式,以充分发挥剪切作用除去垢层。
通常在高压水射流冲击垢层的初期,即射流与垢层接触较初的几微秒内,水射流的冲蚀效果较好。提高水射流冲蚀效果的有效方法是适当增加射流工作压力,而在保证压力的条件下加大射流水量有助于垢层的剥离效果。